Визуализатор ультразвукового поля в плоскопараллельных изделиях

 

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей достигается за счет возможности дополнительного измерения угла поворота плоскости поляризации и амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны /УЗВ/ путем использования второго приемного канала, измеряющего интенсивность ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном направлению чувствительности первого приемного канала. Ультразвуковая волна, возбуждаемая в образце 3 передающим электроакустическим преобразователем 2, который питается генератором 1 высокочастотных сигналов, генерирует в приемных электроакустических преобразователях 4 и 5 колебания в перпендикулярных направлениях. Выходной сигнал с преобразователей 4 и 5, пропорциональный интенсивности составляющих УЗВ, подается на отклоняющие пластины осциллографа 8. Об угле поворота плоскости поляризации, амплитуде УЗВ и амплитудах составляющих УЗВ судят по размерам эллипса, формирующегося на экране осциллографа 8. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9! (!1!

А1 (51)4 G 01 N 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

;(21) 4341583/24-28 (22) 08.12.87 (46) 23.10.89. Бкп. У 39 (71) Институт физики металлов Уральского отделения.АН СССР (72) А.!!.Бурханов, В.В.Гудков и И.В.Жевстовских (53) 620.717(088.8) (56) Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чин Б.

Ультразвуковые методы в физике твердого тела. — M. Мир, 1972. с.45"121. (54) ВИЗУАЛИЗАТОР УЛЬТРАЗВУКОВОГО

ПОЛЯ В ПЛОСКОПАРАЛПЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ (57) Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет возможности дополнительного измерения угла поворота плоскости поляризации и амплитуд составлякицих эллиптически поляризованной поперечной ультразву2 ковой волны (УЗВ) путем испапьзования второго приемного канала, измерякицего интенсивность ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном направлению чувствительности первого приемного канала. Ультразвуковая волна, возбуждаемая в образце 3 передакщим электроакустическим преобразователем 2, который питается генератором высокочастотных сигна- лов, генерации в приемных электроакустических преобразователях 4 и 5 колебания в перпендикулярных направлениях. Выходной сигнал с преобразователей 4 и 5, пропорциональный интенсивности составлякщих УЗВ, подается на отклоняющие пластины осциллографа 8. Об угле поворота плоскости поляризации, амплитуде УЗВ и амплитудах УЗВ судят по размерам эллипса, формирукицегося на экране осциллогра,фа 8. 3 ил.

1516952

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано при исследовании физико-механических свойств материалов.

Цель изобретения — расширение функциональных возяожностей за счет возможности визуального наблюдения и дополнительного измерения угла поворота плоскости поляризации и амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны путем использования второго приемного канала, измеряющего интенсивность ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном направлению чувствительности первого приемного канала °

На фиг.1 приведена блок-схема визуализатора ультразвукового поля;

»а фиг.2 — изображение эллиптической траектории движения элементов объема среды, наблюдаемое на экране осциллографа; на фиг.3 — расположение передающего и приемных электроакустических преобразователей на образце материала (стрелками показаны направления упругих колебаний, генерируемых и принимаемых преобразователями).

Визуализатор содержит генератор 1 высокочастотных сигналов, передающий электроакустический преобразователь 2, расположенный на торце плоскопараллельного образца 3, первый 4 и второй 5 приемные электроакустические преобразователи, расположенные рядом на противоположном торце образца, первый 6 и второй 7 усилители, осцил— лограф 8, первый генератор 9 импульсов, и второй генератор 10 импульсов.

Визуализатор работает следующим образом.

Радиоимпульсы с выхода генератора 1 длительностью, меньшей удвоенно го времени распространения ультразвука в образце, и частотой повторения, меньшей обратного времени затухания серии отраженных эхоимпульсов, поступают на передающий электроакустический преобразователь 2 и трансформируются в поперечине (линей— но поляризованные) упругие колебания.

Если образец 3 обладает анизотропией упругих свойств, например собственной, связанной с кристаллографией, либо наведенной внешним магнитным по10

55 лем, то ультразвуковые колебания переносятся в образце нормальными модами, имеющими различные фазовые скорости и различное затухание. В результате этих различий колебания, достигшие противоположного торца образца, на котором расположены приемные преобразователи 4 и 5, происходят по эллиптической тр аектории, причем большая ось эллипса наклонена к направлению колебаний, заданному передающим преобразователем, на угол

1р — угол поворота плоскости поляризации. Приемные электроакустические преобразователи 4 и 5 воспринимают проекции ультразвуковых колебаний в двух перпендикулярных направлениях, преобразуют их в электрические сигналы, которые усиливаются усилителями 6 и 7 и поступают на входы вертикального и горизонтального лучей осциллографа 8, Поскольку ультразвуковые импульсы успевают неоднократно отразиться от торцов образца и каждый импульс имеет свою степень эллиптичности E. и свое значение угла поворота <р, то для исключения неоднозначности необходимо осциллограф запускать лишь на время действия одного из серии отраженных эхоимпульсов но каждый раз одного и того же в каждой серии. Для этого на вход модуляции яркости луча (Z-входа осциллографа 8 и с выхода второго генератора 10 импульсов, синхрониэованного с первым генератором 9 импульсов, подается импульс прямоугольной формы, длительностью равный длительности радиоимпульсов и задержанный относительно зондирующего радиоимпульса на время распространения выбранного эхоимпульса в образце. В результате этого на экране осциллографа 8 воспроизводится в общем случае эллиптическая траектория ультразвуковых колебаний, происходящих в плоскости, где расположены электроакустические преобразователи. По изменении упругих свойств, например, под действием магнитного поля или в результате изменения температуры угол поворота IIIIocKocTH поляризации и степень эллиптичности могут изменяться, что и можно наблюдать на экране осциллографа.

Фо р мул а и з о б р е т е н и я

Визуализатор ультразвукового поля в плоскопараллельных изделиях, 5 !5) содержащий генератор высокочастотных сигналов, подключенный к нему передающий электроакустический преобразователь, предназначенный для установки на поверхности изделия,последовательно соединенные первый приемный электроакустический преобразователь, предназначенный для установки на противоположной поверхности изделия, осциллограф, вход вертикального отклонения луча которого соединен с выходом усилителя, и первый генератор импульсов, выход котоРого соединен с входом генератора высокочастотных сигналов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет измерения также и угла поворота плоскости поляризации и

6952

6 амплитуд составляющих эллиптически поляризованной поперечной ультразвуковой волны, он снабжен последовательно соединенными вторым приемным электроакустическим преобразователем, предназначенным для установки на поверхности изделия рядом с первым приемным электроакустическим преобразователем, с углом между направлением чувствительности первого и второго приемных электроакустических преобразователей составляющим 90, и вторым усилителем, выход которого соединен

f5 с Входом горизонтального отклонения луча осциллографа, и вторым генератором импульсов, выход которого соединен с выходом модуляции яркости луча осциллографа, а вход соединен с

20 выходом первого генератора импульсов.

1516952

Составитель B.×óëêoâ

Техред А.Кравчук

Редактор И,Горная

Корректор Н.Король

Заказ 6385/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101